配电网信息物理融合系统可靠性评估及其应用

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随着信息通信技术的发展,配电网的信息物理融合程度进一步加深。在配电网信息物理融合系统(Cyber Physical Distribution System,CPDS)中,配电网的故障处理过程高度依赖于信息系统的正确判断,因此信息系统失效成为威胁电网可靠运行的影响因素之一。为了准确反应当前配电网的真实状态,精细化可靠性评估需要充分计及信息系统的影响。当前CPDS可靠性评估研究集中于集中式馈线自动化模式,对分布式馈线自动化(Distributed Feeder Automation,DFA)模式鲜有提及,但DFA由于通信延时短、拓扑适应性强等特点被广泛应用于实际工程中,为此本文对DFA的CPDS可靠性评估展开研究。首先,本文介绍了 CPDS的结构和DFA模式,分析了 DFA模式下信息系统异常时可能造成的供电可靠性影响,对智能终端和通信网络进行状态建模,基于DFA的故障处理机制建立信息物理融合下的开关决策模型。其次,由于模拟法对复杂场景适应性强、有效还原真实状态,本文利用序贯蒙特卡洛法对CPDS进行可靠性评估,通过DFA的终端功能和邻域局部信息的交互过程,以区域决策关联矩阵分析不同类型信息元件故障在配电网故障处理过程中的可靠性后果。接着,为了进一步提高运算效率,本文将开关的决策状态转化为状态概率,基于最小路思想和故障处理过程对物理系统的元件进行区域划分,计算得到CPDS的负荷等效故障率和等效停电时间以及系统的可靠性指标,实现用解析法对CPDS进行可靠性评估。算例验证了所提方法的正确性和高效性。最后,为了实现CPDS可靠性评估方法的工程应用,本文基于实际场景的考虑对所提方法进行通用化处理,提出适用于多种馈线自动化模式、多联络复杂馈线网络的可靠性评估实用化算法,并将其应用至存量配电网规划中。基于此方法,对存量配电网进行可靠性评估和“三遥”终端的优化配置,在配电网改造中兼顾供电可靠性和经济性,提高存量配电网规划的整体效益。对某市的馈线开关进行“三遥”终端配置验证该方法应用的可行性。
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